| 研究課題/領域番号 |
17613009
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
極限環境生物学
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
石川 一彦 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員 (90356436)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | アーケア / エンドグルカネース / 超耐熱性 / セルラーゼ / 構造 / タンパク質工学 / 耐熱性 / モデリング / 機能解析 / 好熱性菌 / 構造解析 |
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| 研究概要 |
本研究では、パイロコッカス族由来の膜結合性超耐熱性セルラーゼ、および、パイロコッカス族のゲノム中に存在する機能未知蛋白質ドメインの機能と役割を解明し、他のセルラーゼとの構造機能を比較検討することで、アーケア由来のセルラーゼの進化過程を解析し、より高い機能を有する酵素への改良を目的として研究を行った。その結果、本遺伝子のC末端を改良することで、本酵素の大量発現および酵素の可溶化に成功した。さらに、遺伝子操作による蛋白質工学的手法用いて、本酵素の触媒ドメインの構造と機能解析に成功し、本酵素と共発現している機能未知蛋白質の同定にも成功した。しかし、本機能未知蛋白質の役割に関しては解明することができなかった。さらに、本酵素のNおよびC末端を改良することと、本酵素の結晶化条件を調べることにより、本酵素の高品質結晶の調製に成功した。また、分子同形置換法により位相決定を行い、本酵素のモデル構築および構造精密化に着手することにも成功した。本酵素の構造精密化は現在進行中であるが、現時点での解析の結果、本酵素はTIMバレル構造を示し、触媒部位は既知セルラーゼと近似しているが、基質結合部位のループ構造に大きな差があり、このループ構造の差が基質特異性に大きく関係していることが解った。この部位の構造を詳細に解析することで、今後、結晶性セルロースに対する酵素活性を向上できると考えている。上記の構造実験データを用いて、本酵素のC末端部位の改良して、パイロコッカスフリオサスの耐熱性キチン結合ドメインをコードする遺伝子を結合させることにより、セルラーゼ酵素の加水分解活性機能を約2倍に増強することに成功した。
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